DE2150392A1 - Regulating valve with a simplified flow curve - Google Patents
Regulating valve with a simplified flow curveInfo
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Description
Regulierventil mit erleichtertem StrömungsverlaufRegulating valve with a simplified flow path
Die Erfindung betrifft ein Regulierventil mit einem einziehen Sitz und einem umkehrbaren Antrieb, welches aufgrund seiner speziellen Form, seines Aufbaue und aufgrund eines entlasteten Schieberverschlusses einen erleichterten Strörmangsverlauf und daher einen hohen Durchströmungskoeffizienten, die Verwendung eines problemlo: en kleinen Servomotors, die Umkehr der Servomotorwirkung ohne Auseinanderbauen des Ventilkörpers, eine einfach- und doppelt-wirkende manuelle Einstellung und das Weglassen eines sonst erforderlichen Stellwerkes ermöglicht.The invention relates to a regulating valve with a pull in Seat and a reversible drive, which due to its special shape, its structure and due to a relieved Valve gate a simplified flow path and therefore a high flow coefficient, the use of a problem-free small servo motor, the reversal of the servo motor action without dismantling the Valve body, a single- and double-acting manual Adjustment and the omission of an otherwise required interlocking allows.
Es sind verschiedene Arten von Regulierventilen mit einem einzigen Sitz bekannt, aber diese liefern alle beachtliche innere Druckverluste und daher niedrige Durchströmungskoeffi iiioriten, da der Schieberverschluß nicht in der Richtung der Strörnungsachse, sondern in einer Richtung senkrecht zur Strömung wirkt, die auf diese VJ ei se nicht linear vom VonL.i.leinlaß zum Ventilauslaß fließt, sondern eine plÖtz-There are different types of regulating valves with one only known seat, but these all provide considerable internal pressure losses and therefore low flow coefficients iiioriten, since the slide gate is not in the direction of the Flow axis, but in a direction perpendicular to the Flow acts that are not linear from this VJ Flows from the left inlet to the valve outlet, but a sudden
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liehe Richtungsänderung entsprechend dem Ventilverschlußschieber ausführt. Diese Zickzack-Strömung im Inneren der bekannten Ventile gibt, außer daß sie die schon genannten beachtlichen Druckverluste verursacht, Veranlassung zu Wirbeln entsprechend dieser plötzlichen Richtungsänderung und daher zu möglichen Beschädigungen durch Vibrationen.Lent change of direction according to the valve gate slide executes. This zigzag flow exists inside the known valves, except that they are those already mentioned causes considerable pressure loss, giving rise to eddies corresponding to this sudden change in direction and therefore possible damage from vibrations.
Bei allen bekannten Einstell— oder Regulierventilen mit einem einzigen Sitz sind die Ventilschieberverschlüsse nicht druckentlastet und daher ist es notwendig, beim Antrieb des Ventils starke und komplizierte Servomotoren zu verwenden, die nicht nur die Reibung überwinden können, sondern auch die Gegenkräfte, die durch die Druckdifferenzen erzeugt werden, welche auf die nicht entlasteten Schieberverschlüsoe dieser Ventile wirken. Darüberhinaus ist bei diesen bekannten Ventilen ein Stellwerk absolut"notwendig, d.h. es ist notwendig, das Einstellsignal vom Ventilausgang zu einem Stellwerk zu schicken, was durch die Tatsache bedingt ist, daß dieses Signal ziemlich schwach ist infolge der beachtlichen Druckverluste im Inneren dieser Ventile und daher die Einstellung nicht selbst ausführen kann.With all known adjusting or regulating valves with a single seat, the valve slide closures are not relieved of pressure and therefore it is necessary when driving the valve to use strong and complicated servo motors that can overcome not only the friction, but also the Counterforces that are generated by the pressure differences, which on the non-relieved slide locks of this Valves work. In addition, these known valves an interlocking absolutely "necessary, i.e. it is necessary to send the setting signal from the valve output to an interlocking, which is due to the fact that this signal is rather weak due to the considerable pressure drops inside these valves and therefore the setting can not do it yourself.
Einige Arten der bekannten Ventile haben einen umkehrbaren Antrieb, aber für die Umkehr der Servomotorwirkung ist es erforderlich, den Ventilkörper auseinanderzubauen. Schließlich müssen die bekannten Ventile komplizierte Mechanismen und Einrichtungen für die einfach- und doppeltwirkende manuelle Einstellung, um den Hub des Schieberverschlusses bei der Öffnung und/oder beim Schließen des Ventils zu begrenzen, z.B. um stets einen minimalen und/oder maximalen Durchfluß zu erhalten^ aufweisen.Some types of known valves have a reversible drive, but for the reversal of the servo motor action it is required to disassemble the valve body. In the end the known valves must have complicated mechanisms and devices for the single- and double-acting manual Setting to limit the stroke of the slide gate when opening and / or closing the valve, e.g. to always have a minimum and / or maximum flow rate.
Ziel der Erfindung isu ^Ln Regulierventil mit einem einzigen Sitz und einem umkehrbaren Antrieb, welches die obigen Nachteile nicht aufweist, d.h. ein Ventil mit einem erleichtertenThe aim of the invention isu ^ Ln regulating valve with a single Seat and a reversible actuator which does not have the above disadvantages, i.e. a valve with a lightened one
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Durchfluß und daher einem hohen Durchströniungskoeffizi en ten. Dieses Ventil soll durch einen kleinen Servomotor betätigt werden können, soll kein Stellwerk benötigen, soll die Um- . kehr der Servomotorwirkung ohne Auseinanderbauen, des Ventilkörpers und ebenso eine einfache einfach- und doppeltwirkende manuelle Einstellung ermöglichen«, Insgesamt soll das Ventil ein im Vergleich zu den bekannten Ventilen stark verringertes Gewicht (etwa 50%) aufweisen, was einen offensichtlichen Vorteil bei der Verwendung in Schiffen bedeutet, wo das Gewicht eine wichtige Rolle spielt.Flow and therefore a high Durchströniungskoeffizi en. This valve should be able to be operated by a small servomotor, should not need an interlocking, should the conversion. reverses the servo motor action without disassembling the valve body and also enable simple single- and double-acting manual adjustment «, Overall should the valve have a greatly reduced weight (about 50%) compared to the known valves, which is a Obvious advantage when used in ships where weight is an important factor.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch ein Ventil mit einer speziellen Form und einem speziellen Aufbau, bei welchem der Ventileinlaß und der Ventilauslaß direkt und in axialer Richtung über eine halbkreisförmige Kammer so miteinander verbunden sind, daß die Strömung erleichtart wird, da diese Strömung geradlinig ohne plötzliche Richtungsänderungen fließt, und daß dah.^r demzufolge eine beträchtliche Abnahme des Druckverlustes stattfindet, was die Verwendung eines Stellwerkes überflüssig macht, und bei dem der Schieberverschluß koaxial mit der geradlinigen Strömung betätigt wird und druck entlastet ist, indem der Einlaßdruck des'.-Ventils durch eine Bohrung in den Schieberverschlußkörper in eine rückwärtige Kompensationskammer geleitet wird, die in der Mitte des Ventilkörpers gegenüber dem Einlaß vorgesehen ist. Da der Schieberverschluß druckentlastet ist, und nur die Reibung zu überwinden hat, kann das Ventil nun durch einen problemlosen kleinen Servomotor angetrieben werden, der gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung an einem äußeren Ende eines Antriebhebels angreift, welcher starr in seinem mittleren Teil und an der Außenseite des Ventilkörpers mit einer Durchführungswelle verbunden ist, die als Drehachse für diesen Hebel dient, wobei diese Welle senkrecht zu dem Antriebshebel angeordnet ist und im Inneren des Ventilkörpers eine Kurbel aufgekeilt hat, die an ihrem sich drehenden Ende mit Hilfe einer Verbindungsstange mitAccording to the invention, this is achieved with a valve of a special shape and construction in which the valve inlet and the valve outlet are direct and in are connected in the axial direction via a semicircular chamber in such a way that the flow is facilitated, because this flow is straight without sudden changes of direction flows, and that there is consequently a considerable decrease in the pressure loss, which makes the use an interlocking makes superfluous, and in which the slide lock is actuated coaxially with the rectilinear flow and is depressurized by the inlet pressure of the '.- valve is passed through a bore in the slide valve closure body into a rear compensation chamber, which is provided in the center of the valve body opposite the inlet. Since the slide valve is depressurized, and only has to overcome the friction, the valve can now be driven by a problem-free small servo motor, which, according to another feature of the invention, engages an outer end of a drive lever which is rigid is connected in its central part and on the outside of the valve body with a bushing shaft, which as The axis of rotation for this lever is used, this shaft being arranged perpendicular to the drive lever and inside the valve body has a crank keyed, which at its rotating end with the help of a connecting rod with
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dem Ventilschieberverschluß verbunden ist. Bei einer solchen Hebelverbindung für den Antrieb des Schieberverschlusses ist es für die Umkehr der Servomotorwirkung ausreichend, den gleichen Servomotor am anderen Ende des Antriebshebels angreifen zu lassen, ohne den Ventilkörper auseinanderzu*- bauen.the valve slide closure is connected. With such a Lever connection for the drive of the slide gate valve, it is sufficient for the reversal of the servomotor effect, the same servo motor on the other end of the drive lever attack without dismantling the valve body * - build.
Auch die einfach- und doppeltwirkende manuelle Einstellung ist sehr einfach gemacht, da sie durch die Begrenzung der möglichen Verschiebung dieses Antriebshebels mit Hilfe einfacher mechanischer Anschlagglieder erreicht wird, die auf den Antriebshebel im Falle der einfach-wirkenden manuellen Einstellung auf derselben Seite in Bezug auf die oben genannte Durchführungswelle, die als Drehachse dient, wirken, wie der Servomotor wirkt, oder auf das andere freie äußere Ende desselben Antriebshebels im Falle der doppelt-wirkenden manuellen Einstellung. . -The single- and double-acting manual adjustment is also made very easy, as it is achieved by limiting the possible displacement of this drive lever with the help Easier mechanical stop links are achieved on the drive lever in the case of the single-acting manual adjustment on the same side in relation to the above-mentioned lead-through shaft, which serves as the axis of rotation, act as the servo motor acts, or on the other free outer end of the same drive lever in the case of the double-acting manual adjustment. . -
Das erfindungsgemäße Ventil ermöglicht es auch, unterschiedliche Arbeitskennlinien zu erhalten, indem· einfach der Gleitverschluß durch einen anderen mit einem unterschiedlichen Querschnitt ersetzt wird.The valve according to the invention also allows different Obtain working characteristics by simply sliding the slide lock is replaced by another with a different cross-section.
Im folgenden soll die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird·In the following, the invention will be explained in more detail using a preferred exemplary embodiment, with on reference is made to the attached drawing
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Regulierventils mit einem einzigen Sitz und umkehrbarem Antrieb und des Servomotors in der Ausführungsform mit doppelt-wirkender manueller Einstellung. Fig. 1 shows a perspective view of the regulating valve according to the invention with a single seat and reversible drive and the servo motor in the embodiment with double-acting manual adjustment.
Fig. 2 zeigt teilweise im Schnitt eine Draufsicht auf das Ventil der Fig. 1. FIG. 2 shows a partially sectioned plan view of the valve of FIG. 1.
Fig. 3 zeigt von der Seite das erfindungsgemäße Ventil. 3 shows the valve according to the invention from the side.
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Fig» 4 zeigt teilweise im Schnitt das ganze Ventil der Fig. 1 von der Seite. FIG. 4 shows, partially in section, the entire valve of FIG. 1 from the side.
Fiq. 5 -zeigt ebenfalls teilweise im Schnitt das gesamte Ventil der Fig. 1 von der Seite in der Ausführungsform mit einer einfach-wirkenden manuellen Einstellung. Fiq. 5 shows the entire valve of FIG. 1 from the side, also partially in section, in the embodiment with a single-acting manual setting.
In den Figuren ist mit 1 der Ventilkörper bezeichnet, wobei der Einlaß 2 und der Auslaß 3 koaxial zu der Symmetrieachse 4 des Ventils angeordnet sind und über die halbkreisförmige Kammer 5 zwischen ihnen so miteinander in Verbindung stehen, daß die Strömung im Inneren des Ventils in einer geradlinigen Richtung fließt, die mit der Achse 4 zusammenfällt. Innen in den Einlaß 2 ist dicht ein Ventilsitz 6 eingeschraubt, der mit einem Schieberverschluß 7 zusammenwirkt, welcher längs der Symmetrieachse 4 bewegbar ist und in seiner Bewegung durch eine Führungsbuchse 8 geführt wird, die durch die Wände einer Kompensationskammer 9 getragen wird, die in der Mitte des Ventilkörpers gegenüber dem Einlaß 2 gebildet wird.In the figures, 1 denotes the valve body, wherein the inlet 2 and the outlet 3 are arranged coaxially to the axis of symmetry 4 of the valve and over the semicircular Chamber 5 between them are in communication with each other so that the flow inside the valve in a rectilinear Direction that coincides with axis 4. A valve seat 6 is screwed tightly into the inlet 2, which cooperates with a slide lock 7 which is movable along the axis of symmetry 4 and in its movement is guided by a guide bush 8, which is carried by the walls of a compensation chamber 9 which is in the middle of the valve body opposite the inlet 2 is formed.
Der Schieberverschluß 7 weist ein mittiges Loch 10 auf, welches de.i Einlaß 2 mit der Kompensationskammer 9 verbindet, und ist so ausgebildet, daß die effektive Fläche seiner Vorderseite genau gleich der seiner Rückseite ist. Auf diese Weise wird die Wirkung, die der Einlaßdruck auf die Vorderseite des Schieberverschlusses ausübt, durch die entsprechende Wirkung kompensiert, die durch den Druck in der Kammer 9 ausgeübt wird, der der gleiche ist wie der des Einlasses, so daß der Schieberverschluß vollständig entlastet ist und die einzigen Kräfte, die für seinen Antrieb überwunden werden müssen, die Reibungskräfte sind. Der Schieberverschluß 7 ist an seinem rückwärtigen Ende im Inneren der Kammer 9 und mit Hilfe einer Verbindungsstange 11 mit einer Kurbel 12 verbunden, die auf eine Durchführungs-The slide lock 7 has a central hole 10, which de.i connects inlet 2 with the compensation chamber 9, and is designed so that the effective area of its front side is exactly the same as that of its rear side. To this Way, the effect that the inlet pressure exerts on the front of the slide gate valve is determined by the corresponding one Compensates for the effect exerted by the pressure in the chamber 9, which is the same as that of the Inlet so that the slide valve is completely relieved and the only forces that have to be overcome to drive it are the frictional forces. Of the Slide lock 7 is at its rear end in the interior the chamber 9 and connected with the help of a connecting rod 11 to a crank 12, which on a lead-through
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welle 13 aufgekeilt ist, welche drehbar durch den Ventil— körper 1 gelagert ist, und aus diesem und aus einem Tragbügel 14, der außen an dem Ventilkörper mit Hilfe von Bolzen 15 befestigt ist, herausragt.shaft 13 is keyed, which can be rotated by the valve body 1 is mounted, and from this and from a support bracket 14, the outside of the valve body with the help of bolts 15 is attached, protrudes.
Die Abdichtung der Kompensationskammer 9 wird erreicht indem eine Packung 16 und eine Stopfbüchse 17 verwendet werden und der Schieberverschluß 7 mit Dichtungsringen 18 versehen ist.The sealing of the compensation chamber 9 is achieved by using a packing 16 and a stuffing box 17 and the slide lock 7 is provided with sealing rings 18.
Der Antrieb des Schieberverschlusses 7 wird durch einen Servomotor erreicht, der auf ein äußeres Ende eines Antriebshebels 19 wirkt, der in seinem mittleren Teil auf die Durchführwelle 13 außerhalb des Ventilkörpers aufgekeilt ist. Auf diese Weise bewirkt eine Winkelverschiebung des äußeren Endes dier.es Antriebshebels 19 eine entsprechende Drehung der Durchführungswelle 13 und daher eine entgegengesetzte VJinkeldrehung der Kurbel 12 mit der Folge, daß der Schieberver— Schluß 7 in axialer Richtung verschoben wird.The slide gate valve 7 is driven by a servomotor reached on an outer end of a drive lever 19 acts, which is keyed in its central part on the lead-through shaft 13 outside the valve body. To this Way causes an angular displacement of the outer end dier.es Drive lever 19 a corresponding rotation of the lead-through shaft 13 and therefore an opposite angular rotation of the crank 12 with the result that the slide valve Conclusion 7 is shifted in the axial direction.
Der in den Figuren gezeigte Servomotor ist vom Kolbentyp, aber er ,.könnte ebenso vom Membrantyp sein, und er umfaßt einen Antriebszylinder 20, der durch eine obere Platte 21 und einen unteren Körper 22 verschlossen ist, die wechselseitig mit Hilfe von Verbindungsstangen 23 aufgespannt sind. Die obere Platte 21 weist ein Luftansaugloch 24 auf und trägt-die Einstellschraube 25, die auf die Kappe 26 einer Druckfeder 27 wirkt,' deren anderes Ende sich gegen den Kolben 28 des Antriebszylinders 20 stützt. Der untere Körper 22 weist dagegen eine Einlaßöffnung 29 für die den Servomotor betätigende Luft und eine mittige Bohrung auf, durch welche die Stange 30 des Antriebszylinders führt.The servo motor shown in the figures is of the piston type, but it could also be of the diaphragm type and it includes one Drive cylinder 20, which is through a top plate 21 and a The lower body 22 is closed, which are alternately spanned with the aid of connecting rods 23. The upper Plate 21 has an air intake hole 24 and carries the adjusting screw 25, which acts on the cap 26 of a compression spring 27, the other end of which is against the piston 28 of the drive cylinder 20 supports. The lower body 22, however, has an inlet opening 29 for the actuating the servomotor Air and a central hole through which the rod 30 of the drive cylinder passes.
Der Servomotor wird durch eine durchbohrte Unterlageplatte 31 getragen, welche starr an dem Körper 22 mit Hilfe eines Bolzens 32 bzw. an dem Tragebügel 14 mit Hilfe eines Arretier-The servo motor is supported by a drilled washer plate 31 carried, which is rigidly attached to the body 22 by means of a bolt 32 or on the handle 14 with the help of a locking
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Stiftes 33 befestigt ist.Pin 33 is attached.
Die Antriebszylinderstange 30 ist dann an ihrem äußeren Ende ·. an eine'Gabel 34 geschraubt, die mit einem Ende des Antriebshebels 19 mit Hilfe eines Befestigungsstiftes 35 verbunden ist.The drive cylinder rod 30 is then at its outer end. screwed to a fork 34 which is connected to one end of the drive lever 19 with the aid of a fastening pin 35 is.
Die Umkehr der Servomotorwirkung wird erreicht, indem einfach der Servomotor auf das andere Ende des Antriebshebels 19 wirken gelassen wird, d.h. indem die Gabel 34 der Stange 30 mit dem Hebel 19 mit Hilfe des Befestigungsstiftes 35' verbunden wird, nachdem die Unterlageplatte 31 in der umgekehrten V/eise wie in der Figur an dem Tragebügel 14 befestigt wurde, und ohne daß überhaupt ein Auseinanderbauen des Ventilkörpers erforderlich ist.The reversal of the servo motor action is achieved by simply the servomotor act on the other end of the drive lever 19 is left, i.e. by the fork 34 of the rod 30 with the lever 19 by means of the fastening pin 35 'is connected after the base plate 31 in the reverse V / eise as in the figure was attached to the handle 14, and without any disassembly of the valve body is required.
Für die einfach—wirkende manuelle Einstellung des Ventils (siehe insbesondere Fig. 5) wird eine Einstellschraube 36 mit einem Einstellhandrad 37 in durch Schrauben verschiebbarer Weise durch einen L-förmigen Bügel 38 gelagert, der mit Hilfe der schon genannten Bolzen 15 an dem Tragebügel 14 befestigt ist. Diese Einstellschraube wird in eine solche Lage gebracht, daß ihr freies Ende mit einem Druckring 39 in Berührung kommen und auf diesen wirken kann, wobei dieser Ring drehbar durch einen Zapfen 40 in einem Schlitz des Antriebshebels 19 gelagert ist und wobei der Schlitz sieh zwischen den Befestigungsstift 35 und der Durchführungswelle 13 befindet. Auf diese Weise verschiebt die Drehung des Handrades 37 den Hebel 19 und demzufolge den Schieberverschluß.7. Falls andererseits eine doppelt-wirkende manuelle Einstellung erforderlich ist, wird eine Einstellschraube 41 mit einem Einstellhandrad 42, die an ihrem Ende einen sich frei drehenden flachen Körper 43 mit einem Längsloch 44 tragt.(siehe insbesondere Fig. 1 und 4), in durch Schrauben verschiebbarer Weise an einem vorspringenden Trägerteil 45 des Tragebügels 14 angebracht, wobei in das Längsloch 44 der schon genannteFor the single-acting manual adjustment of the valve (see in particular FIG. 5) an adjusting screw 36 becomes mounted with an adjusting handwheel 37 in a manner displaceable by screws by an L-shaped bracket 38, the is attached to the support bracket 14 with the aid of the bolts 15 already mentioned. This adjusting screw is in such a Brought so that its free end can come into contact with a pressure ring 39 and act on this, this Ring rotatable by a pin 40 in a slot in the drive lever 19 is mounted and the slot see between the fastening pin 35 and the lead-through shaft 13 is located. In this way, the rotation of the handwheel 37 moves the lever 19 and consequently the slide lock.7. If on the other hand, a double-acting manual adjustment is required is, an adjusting screw 41 with an adjusting handwheel 42, which at its end is a freely rotating flat body 43 with a longitudinal hole 44 carries. (see in particular Fig. 1 and 4), in a displaceable manner by screws on a projecting support part 45 of the handle 14 attached, with the already mentioned in the longitudinal hole 44
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Festhaltestift 35' so eingesetzt ist, daß die Einstellschraube mit dem freien .Ende des Antriebshebels 19 verbunden ist und auf diesen und demzufolge auf den Schieberverschluß des Ventils einwirkt. Das Längsloch 44 muß natürlich eine solche Länge aufiveisen, daß es den erforderlichen Hub des Schieberverschlusses ermöglicht, d.h. die Endstellungen des Festhaltestifts 35' in dem Langloch 44 müssen mit den höchsten bzw. niedrigsten Werten, des erforderlichen Durchflusses übereinstimmen. Retaining pin 35 'is inserted so that the adjusting screw is connected to the free .End of the drive lever 19 and on this and consequently on the slide lock of the Acts valve. The longitudinal hole 44 must of course be of such a length that it has the required stroke of the slide gate valve allows, i.e. the end positions of the retaining pin 35 'in the elongated hole 44 must with the highest or the lowest values of the required flow rate.
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